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WO2015008563A1 - 組電池 - Google Patents

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WO2015008563A1
WO2015008563A1 PCT/JP2014/065658 JP2014065658W WO2015008563A1 WO 2015008563 A1 WO2015008563 A1 WO 2015008563A1 JP 2014065658 W JP2014065658 W JP 2014065658W WO 2015008563 A1 WO2015008563 A1 WO 2015008563A1
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WO
WIPO (PCT)
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case
heat transfer
transfer material
battery
heat
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2014/065658
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English (en)
French (fr)
Inventor
季之 本橋
大塚　隆
哲 佐久間
達生 川口
下野園　均
義人 園生
花田　知之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Marelli Corp
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Calsonic Kansei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd, Calsonic Kansei Corp filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to CN201480037010.0A priority Critical patent/CN105359331B/zh
Priority to JP2015527222A priority patent/JP6130916B2/ja
Priority to US14/905,196 priority patent/US10153526B2/en
Publication of WO2015008563A1 publication Critical patent/WO2015008563A1/ja
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    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
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    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an assembled battery configured by housing a plurality of battery cells in a casing.
  • An assembled battery in which a plurality of single cells (battery cells) are combined is known.
  • Each battery cell generates heat by charging and discharging, but it is necessary to appropriately control the temperature of the battery cell in order to maintain charge / discharge characteristics.
  • JP2010-192207A and JP2011-49139A include a plate-like support member that supports the supported surfaces of a plurality of unit cells, and a cooling means that includes a Peltier element that cools the support member. What is provided is disclosed.
  • JP 2011-23296A discloses that a heat conductive member made of a sheet, rubber elastic, paste, or gel is provided between an assembled battery installation part for installing an assembled battery and a unit cell.
  • the conventional techniques described in these patent documents are configured such that the heat of the unit cell is transmitted to the outside through a support member such as a case provided on the bottom side of the unit cell. This heat is configured to cool from the outside of the case.
  • a heat conduction member having elasticity or plasticity is provided between the unit cell and the case for the purpose of improving the heat conduction efficiency.
  • the distribution of the heat conducting member between the battery unit and the case may be biased. Due to the unevenly distributed heat conducting member, the pressing force between the battery unit and the case is biased, and an excessive force may be applied to a part of the case. This may cause a problem in the strength and durability of the case.
  • the present invention has been made paying attention to such problems, and an object of the present invention is to provide an assembled battery capable of ensuring heat conduction efficiency while ensuring the strength and durability of the case.
  • a battery unit configured by stacking battery modules made up of a plurality of battery cells, a bottomed case that houses the battery unit, and fixed to the bottom of the case from the outside of the case, the battery Applied to an assembled battery comprising a plate-like cooling plate capable of cooling the unit through the bottom of the case, and a first heat transfer material having plasticity and sandwiched between the bottom of the case and the cooling plate.
  • the bottom part of the case is provided with a heat transfer material accommodating part for accommodating a first heat transfer material that becomes redundant when the cooling plate is fixed to the case.
  • FIG. 1 is a perspective view of an assembled battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the assembled battery according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the assembled battery according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of an assembled battery 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the assembled battery 10 is configured by housing a battery unit 20 in a case 30.
  • the case 30 includes a bottom portion 31 and side portions 32 that stand around the periphery of the bottom portion 31.
  • a lid that covers the case from above is provided above the case 30.
  • the battery unit 20 is configured by stacking a plurality of battery modules 21. As will be described later with reference to FIG. 3, the battery module 21 includes a plurality of battery cells 22, and a battery case 23 is provided around the battery module 21.
  • the battery cell 22 is configured by a chargeable / dischargeable secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.
  • the battery module 21 includes a plurality of battery cells 22. A large number of battery modules 21 are stacked in the series direction to form a battery unit 20. The battery module 21 is fixed by a bolt or the like in the stacking direction.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the battery pack 10 according to the embodiment of the present invention.
  • the assembled battery 10 is configured by loading a battery unit 20 on an uncovered case 30 as shown in FIG.
  • a cooling plate 40 for cooling the battery unit 20 is provided outside the bottom 31 of the case 30.
  • the cooling plate 40 has a structure in which a medium flows inside, and cools the battery unit 20 so that the temperature of the battery unit 20 does not rise more than necessary by taking the heat of the battery unit 20 with the medium.
  • the cooling plate 40 is heated so that the temperature of the battery unit 20 does not decrease more than necessary by applying heat to the battery unit 20 with a medium.
  • the cooling plate 40 is formed by, for example, using two metal plates in which a metal plate is bent and a medium flow path is formed inside, and brazing the outer periphery.
  • the cooling plate 40 includes a medium inlet 41 and a medium outlet 42.
  • the cooling plate 40 controls the heat of the battery unit 20 from the outside of the case 30. Between the battery unit 20 and the case 30 and between the case 30 and the cooling plate 40, the first heat transfer material 51 and the second heat transfer so as not to generate a gap and increase the heat conduction efficiency. A material 52, a third heat transfer material 53, and a heat conduction plate 50 are provided.
  • a heat conduction plate 50 made of a metal material (for example, aluminum) having high heat conductivity is disposed between the battery unit 20 and the case 30.
  • a second heat transfer material 52 is provided between the heat conductive plate 50 and the battery unit 20.
  • a third heat transfer material 53 is also provided between the heat conductive plate 50 and the bottom 31 of the case 30.
  • a first heat transfer material 51 is provided between the outside of the bottom 31 of the case 30 and the cooling plate 40.
  • the first heat transfer material 51, the second heat transfer material 52, and the third heat transfer material 53 are between the outside of the bottom 31 of the case 30 and the cooling plate 40, and between the battery unit 20 and the heat conduction plate 50. These gaps are filled between the heat conduction plate 50 and the case 30 to increase the heat conductivity.
  • the first heat transfer material 51, the second heat transfer material 52, and the third heat transfer material 53 are made of, for example, a resin having elasticity such as silicone and a filler such as a metal for increasing heat conduction, The close contact eliminates the air layer and increases the thermal conductivity due to the high thermal conductivity of the material.
  • the battery unit 20 and the heat conduction plate 50 are placed on the case 30 and fixed with bolts or the like, and the cooling plate 40 is fixed to the outside of the bottom 31 of the case 30 with bolts or the like. Consists of.
  • a second heat transfer material 52, a third heat transfer material 53, and a first heat transfer material 51 are provided between the battery unit 20, the heat conductive plate 50, the bottom 31 of the case 30, and the cooling plate 40, respectively.
  • the first heat transfer material 51, the second heat transfer material 52, and the third heat transfer material 53 are compressed when fixing the battery unit 20, the heat conduction plate 50, the bottom 31 of the case 30, and the cooling plate 40, respectively. . There is room for the pressed second heat transfer material 52 to enter the gap between the battery modules 21 between the battery unit 20 and the heat conduction plate 50.
  • the third heat transfer material 53 between the heat conduction plate 50 and the case 30 and the first heat transfer material 51 between the case 30 and the cooling plate 40 are pressed when the battery unit 20 is fixed. Is done. At this time, when the surplus third heat transfer material 53 and the first heat transfer material 51 are biased, a biased force is particularly applied to the case 30 existing therebetween.
  • the case 30 may be deformed due to the biased force, and the deformation and deformation of the case 30 may reduce the strength and durability of the case 30. Due to the biased force between the battery unit 20 and the case 30, the third heat transfer material 53 and the first heat transfer material 51 may not be able to obtain a desired compression rate, and the battery unit 20 and the cooling plate 40 There is a possibility that the heat transfer efficiency during
  • the following configuration prevents the second heat transfer material 52 and the first heat transfer material 51 from being biased and prevents the strength and durability of the case 30 from decreasing. In addition, the heat conduction efficiency was prevented from being lowered.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the assembled battery 10 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of a portion where the battery unit 20, the heat conducting plate 50, the bottom portion 31 of the case, and the cooling plate 40 are in contact with each other.
  • the white arrows in FIG. 3 indicate the movement of heat, and the black arrows indicate the movement of the heat transfer materials 51, 52, 53.
  • the battery unit 20 is configured by stacking a plurality of battery modules 21.
  • Each battery module 21 includes a plurality of battery cells 22 and a battery case 23 that houses the plurality of battery cells 22.
  • the battery case 23 has a function of transferring the heat of the battery cells 22 to the outside.
  • the battery cell 22 is connected to two positive and negative electrode terminals 24 provided in the battery module 21 by electrical connection of electrode tabs (not shown).
  • the arrangement of the first heat transfer material 51, the second heat transfer material 52, and the third heat transfer material 53 is arranged with the battery case 23 of the battery module 21. Only in the vicinity of the portion in contact with the heat conduction plate 50. That is, since the heat of each battery module 21 of the battery unit 20 is transmitted through the battery case 23, the portion where the battery case 23 and the heat conductive plate 50 are in contact, that is, the stacked battery module 21 and battery module 21 Near the boundary, the first heat transfer material 51, the second heat transfer material 52, and the third heat transfer material 53 are arranged.
  • the first heat transfer material 51, the second heat transfer material 52, and the third heat transfer material 53 are uniformly arranged, there is room for the heat transfer material to move. It is suppressed that the 1st heat transfer material 51, the 2nd heat transfer material 52, and the 3rd heat transfer material 53 are biased, and it is prevented that the biased force is added to the case 30.
  • the slit 50a is formed in the heat conduction plate 50 so that the second heat transfer material 52 and the third heat transfer material 53 can move.
  • the slit 50a allows the front side second heat transfer material 52 and the back side third heat transfer material 53 of the heat conducting plate 50 to move relative to each other.
  • the second heat transfer material 52 and the third heat transfer material 53 are The bias is suppressed, and the biased force is prevented from being applied to the case 30.
  • the shape of the slit 50a formed in the heat conductive plate 50 is, for example, as described above, in which the first heat transfer material 51, the second heat transfer material 52, and the third heat transfer material 53 are connected between the battery module 21 and the battery module 21.
  • the second heat transfer material 52 and the third heat transfer material 53 are arranged in a direction orthogonal to the stacking direction of the battery modules 21 of the battery unit 20 in a portion where the second heat transfer material 52 and the third heat transfer material 53 are not arranged. is there.
  • the bottom 31 of the case 30 is embossed so that the first heat transfer material 51 is movable. That is, by providing the bottom 31 with a concave shape, the third heat transfer material 53 is allowed to move.
  • a concave shape that is recessed toward the side away from the cooling plate 40 is provided at the bottom 31 of the case 30 at a predetermined height and interval.
  • the concave shape functions as the heat transfer material accommodation portion 35 in which the excess first heat transfer material 51 is accommodated.
  • the shape of the emboss formed on the bottom 31 of the case 30 includes the first heat transfer material 51, the second heat transfer material 52, and the third heat transfer material 53.
  • the first heat transfer material 51, the second heat transfer material 52, and the third heat transfer material 53 are not arranged when arranged in the vicinity of the border in contact with each other, in a direction perpendicular to the stacking direction of the battery modules 21 of the battery unit 20. It is desirable to arrange a convex shape on the upper side.
  • the first heat transfer material 51, the second heat transfer material 52, and the third heat transfer material 53 of the assembled battery 10 are prevented from being biased, and a biased force is applied to the case 30.
  • the case 30 can be prevented from deforming.
  • the battery unit 20 configured by stacking the battery modules 2 including the plurality of battery cells 22, the bottomed case 30 that houses the battery unit 20, and the bottom 31 of the case 30
  • a plate-like cooling plate 40 that is fixed from the outside of the case 30 and can cool the battery unit 20 via the bottom 31, and has plasticity, and is sandwiched between the bottom 31 of the case 30 and the cooling plate 40.
  • the present invention is applied to an assembled battery including the first heat transfer material 51.
  • the bottom 31 of the case 30 includes a heat transfer material accommodating portion 35 that accommodates the first heat transfer material 51 that becomes redundant when the cooling plate 40 is fixed to the case 30.
  • the heat transfer material accommodating portion 35 is provided between the bottom 31 of the case 30 and the cooling plate 40, and the surplus first heat transfer material 51 serves as the heat transfer material. Since there is room for movement in the accommodating portion 35, the bias of the first heat transfer material 51 is suppressed and the biased force is prevented from being applied to the case 30. Thereby, it can suppress that the force biased to case 30 is added, and it can prevent that the intensity
  • the heat transfer material accommodating portion 35 has a concave shape that is recessed in a direction away from the cooling plate 40, the first heat transfer material 51 is prevented from being biased by the first heat transfer material 51 moving in the concave shape. Thus, it is possible to prevent a biased force from being applied to the case 30.
  • the 1st heat transfer material 51 is disperse
  • the first heat transfer material 51 corresponds to a position where the battery module 21 and the battery module 21 are in contact with each other, more specifically, a position where the battery cases 23 of the battery module 21 are in contact with each other.
  • the modules 21 are distributed in the direction perpendicular to the stacking direction of the modules 21.
  • a plate-like heat conduction plate 50 that conducts heat is provided between the battery unit 20 and the case 30, a plate-like heat conduction plate 50 that conducts heat is provided.
  • a second heat transfer material 52 is sandwiched between the battery unit 20 and the heat conduction plate 50, and a third heat transfer material 53 is sandwiched between the heat conduction plate 50 and the case 30.
  • the heat conduction plate 50 includes a slit 50 a as a moving hole in which the second heat transfer material 52 and the third heat transfer material 53 can move with each other on the front side and the back side of the heat conduction plate 50.
  • the second heat transfer material 52 and the third heat transfer material 53 are not arranged. There is room for the surplus third heat transfer material 53 and second heat transfer material 52 to move, and it is suppressed that the second heat transfer material 52 and the third heat transfer material 53 are biased, and the force biased to the case 30 Is prevented from being added.
  • the slit 50a is formed in the heat conduction plate 50 and the embossing is formed in the bottom 31 of the case 30, but the slit is formed in the bottom of the case 30 and the heat conduction plate 50 is embossed, You may comprise so that the room for the 1st heat transfer material 51, the 2nd heat transfer material 52, or the 3rd heat transfer material 53 to move may be formed.

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Abstract

　電池ユニットと、有底のケースと、ケースの底部にケースの外側から固定され、電池ユニットをケースの底部を介して冷却可能な板状の冷却プレートと、可塑性を有し、ケースの底部と冷却プレートとの間に挟持される第１伝熱材と、を備え、ケースの底部は、冷却プレートがケースに固定されたときに、余剰となる第１伝熱材を収容する伝熱材収容部を備える。

Description

組電池
　本発明は、複数の電池セルを筐体に収容して構成される組電池に関する。
　単電池（電池セル）を複数組み合わせた組電池が知られている。各電池セルは充電および放電により熱を発生するが、充放電特性を維持するために、電池セルの温度を適切に制御する必要がある。
　このような組電池として、ＪＰ２０１０－１９２２０７Ａ及びＪＰ２０１１－４９１３９Ａには、複数の単電池の被支持面を支持する板状の支持部材と、該支持部材を冷却するペルチェ素子等からなる冷却手段とを備えるものが開示されている。
　ＪＰ２０１１－２３２９６Ａには、組電池を設置する組電池設置部と単電池との間に、シート状、ゴム弾性状、ペーストまたはゲルからなる熱伝導部材を設けたものが開示されている。
　これら特許文献に記載の従来の技術では、単電池の底部側に備えられるケース等の支持部材を介して、単電池の熱が外部に伝えられるように構成されている。この熱はケースの外部から冷却するように構成されている。
　ＪＰ２０１１－２３２９６Ａに記載の従来の技術のように、熱伝導効率を高める目的で、単電池とケースとの間に、弾性または可塑性を有する熱伝導部材が設けられている。
　このような構成において、単電池を積層した電池ユニットをケースに固定すると、電池ユニットがケース側に押圧されることで熱伝導部材が押圧される。熱伝導部材は、電池ユニットに押圧されることにより変形する。
　電池ユニットとケースとの間で熱伝導部材が変形すると、電池ユニットとケースとの間の熱伝導部材の分布に偏りが生じる場合がある。偏って分布された熱伝導部材により、電池ユニットとケースとの間の押圧力が偏り、ケースの一部に過大な力が加わる可能性がある。これにより、ケースの強度や耐久性に問題が生じる可能性がある。
　電池ユニットとケースとの間の押圧力の偏りにより、熱伝導部材が所望の圧縮率を得られない可能性がある。これにより、電池ユニットとケースとの間の熱伝導効率が低下し、所望の冷却性能を得られないという問題が生じる可能性がある。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、ケースの強度および耐久性を確保しつつ、且つ熱伝導効率をも確保できる組電池を提供することを目的とする。
　本発明のある態様によると、複数の電池セルからなる電池モジュールを積層して構成される電池ユニットと、電池ユニットを収容する有底のケースと、ケースの底部にケースの外側から固定され、電池ユニットをケースの底部を介して冷却可能な板状の冷却プレートと、可塑性を有し、ケースの底部と冷却プレートとの間に挟持される第１伝熱材と、を備える組電池に適用される。ケースの底部は、冷却プレートがケースに固定された際に、余剰となる第１伝熱材を収容する伝熱材収容部を備えることを特徴とする。
図１は、本発明の実施形態の組電池の斜視図である。 図２は、本発明の実施形態の組電池の分解斜視図である。 図３は、本発明の実施形態の組電池の要部の断面図である。
　以下に、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
　図１は、本発明の実施形態の組電池１０の斜視図である。
　組電池１０は、ケース３０に電池ユニット２０が収装されて構成される。ケース３０は、底部３１と、底部３１の周辺部を囲繞して立設する側部３２とを備える。図示しないが、ケース３０の上方にはケースを上方から覆う蓋部が備えられる。
　電池ユニット２０は、複数の電池モジュール２１が積層されて構成される。電池モジュール２１は、図３で後述するように、複数の電池セル２２から構成され、電池モジュール２１の周囲には電池ケース２３が備えられる。
　電池セル２２は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の充放電可能な二次電池で構成される。電池モジュール２１は、複数の電池セル２２によって構成される。電池モジュール２１が直列方向に多数積層されて、電池ユニット２０が構成される。電池モジュール２１は、積層方向にボルト等によって固定される。
　図２は、本発明の実施形態の組電池１０の分解斜視図である。
　組電池１０は、図２に示すような無蓋のケース３０に、電池ユニット２０が積載されて構成される。ケース３０の底部３１の外側には、電池ユニット２０を冷却するための冷却プレート４０が備えられる。
　冷却プレート４０は、内部に媒体が流通する構造となっており、媒体により電池ユニット２０の熱を奪うことで電池ユニット２０の温度が必要以上に上昇しないように冷却する。冷却プレート４０は、媒体により電池ユニット２０に熱を与えることで電池ユニット２０の温度が必要以上に低下しないように加温する。冷却プレート４０は、例えば金属板を折り曲げ加工して内部に媒体の流路が形成された２枚の金属板が用いられ、外周に対してろう付けを施すことにより形成される。冷却プレート４０は、媒体入口４１と媒体出口４２とを備える。
　冷却プレート４０は、ケース３０の外側から電池ユニット２０の熱を制御する。電池ユニット２０とケース３０との間、および、ケース３０と冷却プレート４０との間、それぞれに空隙を発生させず、熱伝導効率を大きくするように、第１伝熱材５１、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３、熱伝導プレート５０を備える。
　具体的には、電池ユニット２０とケース３０との間に、熱伝導性の高い金属材質（例えばアルミニウム）から構成される熱伝導プレート５０を配設する。熱伝導プレート５０と、電池ユニット２０との間には、第２伝熱材５２が備えられる。熱伝導プレート５０とケース３０の底部３１との間にも、第３伝熱材５３が備えられる。ケース３０の底部３１の外側と、冷却プレート４０との間には、第１伝熱材５１が備えられる。
　第１伝熱材５１、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３は、ケース３０の底部３１の外側と冷却プレート４０との間、および、電池ユニット２０と熱伝導プレート５０との間、熱伝導プレート５０とケース３０との間で、これらの隙間を埋め、熱伝導率を高くする。
　第１伝熱材５１、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３は、例えば、シリコーン等の弾性を有する樹脂と、熱伝導を高めるための金属等のフィラーにより構成され、対象物に密着することで空気層を排除して、素材の熱伝導率の高さにより熱伝導性を高める。
　組電池１０は、電池ユニット２０と、熱伝導プレート５０とをケース３０に載置してこれらをボルト等により固定し、さらに、ケース３０の底部３１の外側に冷却プレート４０をボルト等によって固定することによって構成される。電池ユニット２０、熱伝導プレート５０、ケース３０の底部３１および冷却プレート４０のそれぞれの間に第２伝熱材５２、第３伝熱材５３および第１伝熱材５１が備えられる。このような構成によって、電池ユニット２０と冷却プレート４０との間の熱伝導効率が向上し、冷却プレート４０を流通する媒体によって、電池ユニット２０の温度を適切に制御することができる。
　ところで、組電池１０をこのように構成した場合は、次のような問題が発生する。
　第１伝熱材５１、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３は、電池ユニット２０、熱伝導プレート５０、ケース３０の底部３１および冷却プレート４０のそれぞれを固定する際に圧縮される。電池ユニット２０と熱伝導プレート５０との間は、押圧された第２伝熱材５２が電池モジュール２１の間の隙間に入り込む余地がある。
　一方で、熱伝導プレート５０とケース３０との間の第３伝熱材５３、および、ケース３０と冷却プレート４０との間の第１伝熱材５１は、電池ユニット２０を固定する際に押圧される。このとき、余剰の第３伝熱材５３、第１伝熱材５１が偏ることにより、特にこれらの間に存在するケース３０に偏った力が加わることになる。偏った力によりケース３０が変形する可能性があり、ケース３０の変形により、ケース３０の強度や耐久性が低下する可能性がある。電池ユニット２０とケース３０との間の偏った力により、第３伝熱材５３および第１伝熱材５１が所望の圧縮率を得られない可能性があり、電池ユニット２０と冷却プレート４０との間の熱伝導効率が低下する可能性がある。
　そこで、本発明の実施形態では、次のような構成によって、第２伝熱材５２、第１伝熱材５１の偏りを防止して、ケース３０の強度および耐久性が低下することを防止しつつ、且つ熱伝導効率が低下することをも防止した。
　図３は、本発明の実施形態の組電池１０の要部の断面図である。図３では、電池ユニット２０と、熱伝導プレート５０と、ケースの底部３１と、冷却プレート４０と、がそれぞれ接している部分の断面図を示す。図３の白抜き矢印は熱の移動を示し、黒矢印は伝熱材５１、５２、５３の移動の様子を示す。
　電池ユニット２０は、複数の電池モジュール２１が積層されて構成される。各電池モジュール２１は、複数の電池セル２２と、複数の電池セル２２を収装する電池ケース２３とから構成される。電池ケース２３は、電池セル２２の熱を外部へと伝達する機能を有する。
　電池セル２２は、図示しない電極タブの電気的な接続により、電池モジュール２１に備えられる正負二つの電極端子２４に接続される。
　本実施形態では、前述のようなケース３０の変形を防止するため、第１伝熱材５１、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３の配置を、電池モジュール２１の電池ケース２３と熱伝導プレート５０とが接する部分付近のみとした。すなわち、電池ユニット２０の各電池モジュール２１の熱は電池ケース２３を介して伝わるため、この電池ケース２３と熱伝導プレート５０とが接する部分、すなわち、積層される電池モジュール２１と電池モジュール２１との境界付近に、第１伝熱材５１、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３を配置する。
　このような構成により、第１伝熱材５１、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３を一様に配置した場合と比較して、伝熱材が移動する余地があるので、第１伝熱材５１、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３が偏ることが抑制され、ケース３０に偏った力が加わることが防止される。
　本発明の実施形態では、熱伝導プレート５０に、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３が移動可能にスリット５０ａを形成した。スリット５０ａは、熱伝導プレート５０の表側の第２伝熱材５２と裏側の第３伝熱材５３とが、相互に移動することを許容する。
　このような構成により、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３が熱伝導プレート５０の表側または裏側に移動する余地があるので、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３が偏ることが抑制され、ケース３０に偏った力が加わることが防止される。特に、電池ユニット２０の構造上、熱伝導プレート５０の表側と電池ユニット２０との間には空隙が多いため、平面で接する熱伝導プレート５０の裏側とケース３０とが接する箇所の第３伝熱材５３を、表側に移動させることができる。
　熱伝導プレート５０に形成されるスリット５０ａの形状は、たとえば前述のように、第１伝熱材５１、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３を電池モジュール２１と電池モジュール２１との境界付近に配置した場合に、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３が配置されていない部分に、電池ユニット２０の電池モジュール２１の積層方向と直交する方向に配置することが好適である。
　本発明の実施形態では、ケース３０の底部３１に、第１伝熱材５１が移動可能にエンボス加工を施した。すなわち、底部３１に凹形状を備えることにより、第３伝熱材５３が移動することを許容する。
　具体的には、ケース３０の底部３１に、冷却プレート４０から離反する側へと凹ませた凹形状を所定の高さおよび間隔で設ける。凹形状は、第１伝熱材５１が押圧されて変形または流動した場合に、余剰の第１伝熱材５１が収容される伝熱材収容部３５として機能する。
　このような構成により、特にケース３０の底部３１と冷却プレート４０との間で、凹形状に加工された伝熱材収容部３５に、余剰の第１伝熱材５１が移動する余地があるので、第１伝熱材５１が偏ることが抑制され、ケース３０に偏った力が加わることが低減される。
　ケース３０の底部３１に形成されるエンボスの形状は、例えば前述のように、第１伝熱材５１、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３を電池モジュール２１と電池モジュール２１とが接する境界付近に配置した場合に、第１伝熱材５１、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３が配置されない部分に、電池ユニット２０の電池モジュール２１の積層方向と直行する方向に、上方側の凸形状を配置することが望ましい。
　このような構成によって、組電池１０の第１伝熱材５１、第２伝熱材５２および第３伝熱材５３の偏りが発生することを防止して、ケース３０に偏った力が加わることによるケース３０の変形を防止できる。
　以上のように本発明の実施形態では、電池セル２２を複数備える電池モジュール２を積層して構成した電池ユニット２０と、電池ユニット２０を収容する有底のケース３０と、ケース３０の底部３１にケース３０の外側から固定され、電池ユニット２０を、底部３１を介して冷却可能な板状の冷却プレート４０と、可塑性を有し、ケース３０の底部３１と冷却プレート４０との間に挟持される第１伝熱材５１とを備える組電池に適用される。
　ケース３０の底部３１は、冷却プレート４０がケース３０に固定された際に、余剰となる第１伝熱材５１を収容する伝熱材収容部３５を備える。
　本発明の実施形態は、このように構成することにより、ケース３０の底部３１と冷却プレート４０との間に伝熱材収容部３５が備えられ、余剰の第１伝熱材５１が伝熱材収容部３５に移動する余地が備えられるので、第１伝熱材５１が偏ることが抑制され、ケース３０に偏った力が加わることが防止される。これにより、ケース３０に偏った力が加わることを抑制して、ケース３０の強度や耐久性が低下することを防止できる。
　伝熱材収容部３５は、冷却プレート４０から離反する方向に凹んだ凹形状を有するので、凹形状に第１伝熱材５１が移動することにより、第１伝熱材５１が偏ることが抑制され、ケース３０に偏った力が加わることが防止される。
　第１伝熱材５１は、ケース３０の底部３１と冷却プレート４０との間で複数箇所に分散して配置されるので、第１伝熱材５１が配置されていない箇所に余剰の第１伝熱材５１が移動する余地があるので、第１伝熱材５１が偏ることが抑制され、ケース３０に偏った力が加わることが防止される。
　第１伝熱材５１は、電池ユニット２０において、電池モジュール２１と電池モジュール２１とが接する位置、より具体的には、電池モジュール２１の電池ケース２３同士が対峙して接する箇所に対応して電池モジュール２１の積層方向と直行する方向に分散して配置される。このように、電池ユニット２０の熱を伝達するために必要な箇所のみに第１伝熱材５１を配置したので、第１伝熱材５１が配置されていない箇所に余剰の第１伝熱材５１が移動する余地があり、第１伝熱材５１が偏ることが抑制され、ケース３０に偏った力が加わることが防止される。
　電池ユニット２０とケース３０との間には、熱を伝導する板状の熱伝導プレート５０を備える。電池ユニット２０と熱伝導プレート５０との間には第２伝熱材５２が挟持され、熱伝導プレート５０とケース３０との間には第３伝熱材５３が挟持される。熱伝導プレート５０は、第２伝熱材５２と第３伝熱材５３とが、熱伝導プレート５０の表側と裏側とで互いに移動可能な移動孔としてのスリット５０ａを備える。
　このような構造により、第２伝熱材５２、第３伝熱材５３が熱伝導プレート５０の表側または裏側に移動する余地があるので、第２伝熱材５２、第３伝熱材５３が偏ることが抑制され、ケース３０に偏った力が加わることが低減される。
　熱伝導プレート５０のスリット５０ａは、電池モジュール２１と電池モジュール２１とが接する位置に対応して分散して配置されるので、第２伝熱材５２、第３伝熱材５３が配置されていない箇所に余剰の第３伝熱材５３、第２伝熱材５２が移動する余地があり、第２伝熱材５２、第３伝熱材５３が偏ることが抑制され、ケース３０に偏った力が加わることが防止される。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　上記実施形態では、多数の電池セル２２からなる電池ユニット２０をケース３０に収装する構成を示したがこれに限られず、単一のバッテリをケースに収装したバッテリユニットにおいて冷却プレート４０を有するものにおいても同様に適用することができる。
　また、熱伝導プレート５０にはスリット５０ａを形成し、ケース３０の底部３１にはエンボス加工を形成したが、ケース３０の底部にスリットを形成し、熱伝導プレート５０にエンボス加工を施して、第１伝熱材５１、第２伝熱材５２または第３伝熱材５３が移動する余地を形成するように構成してもよい。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する主旨ではない。
　本願は、２０１３年７月１７日に日本国特許庁に出願された特願２０１３－１４８４１４に基づく優先権を主張する。この出願のすべての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (6)

  1. 　複数の電池セルからなる電池モジュールを積層して構成される電池ユニットと、
    　前記電池ユニットを収容する有底のケースと、
    　前記ケースの底部に前記ケースの外側から固定され、前記電池ユニットを前記ケースの底部を介して冷却可能な板状の冷却プレートと、
    　可塑性を有し、前記ケースの底部と前記冷却プレートとの間に挟持される第１伝熱材と、
    　を備え、
    　前記ケースの底部は、前記冷却プレートが前記ケースに固定された際に、余剰となる前記第１伝熱材を収容する伝熱材収容部を備える組電池。
  2. 　請求項１に記載の組電池であって、
    　前記伝熱材収容部は、前記冷却プレートから離反する方向に凹んだ凹形状を有する組電池。
  3. 　請求項１または２に記載の組電池であって、
    　前記第１伝熱材は、前記冷却プレートの、前記ケースの底面に接する側の面に、複数箇所に分散して配置される組電池。
  4. 　請求項３に記載の組電池であって、
    　前記第１伝熱材は、前記電池ユニットにおいて積層された前記電池モジュールと前記電池モジュールとが接する位置に対応して配置される組電池。
  5. 　請求項１から４のいずれか１つに記載の組電池であって、
    　前記電池ユニットと前記ケースとの間に、熱を伝導する板状の熱伝導プレートを備え、
    　前記電池ユニットと前記熱伝導プレートとの間に第２伝熱材が挟持され、
    　前記熱伝導プレートと前記ケースとの間に第３伝熱材が挟持され、
    　前記熱伝導プレートは、前記第２伝熱材と前記第３伝熱材とが、前記熱伝導プレートの表側と裏側とで互いに移動可能な移動孔を備える組電池。
  6. 　請求項５に記載の組電池であって、
    　前記熱伝導プレートの前記移動孔は、前記電池ユニットにおいて積層された前記電池モジュールと前記電池モジュールとが接する位置に対応して備えられる組電池。
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